6．依據(jù)圖形的有關(guān)化學(xué)方程式計算，如例6。

[典例精析]

例1：(南通市中考)密閉容器內(nèi)有A、B、C、D四種物質(zhì)，在一定條件下充分反應(yīng)，測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下：

下列說法正確的是(　　 )

A．物質(zhì)C一定是化合物，物質(zhì)D可能是單質(zhì)

B．反應(yīng)后密閉容器中A的質(zhì)量為19.7g

C．反應(yīng)過程中，物質(zhì)B與物質(zhì)D變化的質(zhì)量比為87∶36

D．若物質(zhì)A與物質(zhì)C的相對分子質(zhì)量之比為197∶158，則反應(yīng)中A與C的化學(xué)計量數(shù)之比為l∶2

解析　 由題中所給的數(shù)據(jù)可知：C反應(yīng)后質(zhì)量沒有了，說明是反應(yīng)物，而B、D反應(yīng)后質(zhì)量都增加了，說明是生成物，C反應(yīng)掉 31.6g，B、D共生成的質(zhì)量只有 11.9g，說明A也生成物，且生成的質(zhì)量為 19.7g，則該反應(yīng)為分解反應(yīng)，C一定是化合物，A、B、D可能是化合物，也可能是單質(zhì)；然后由質(zhì)量比、相對分子質(zhì)量比求化學(xué)計量數(shù)比。

答案：AD

例2：(北京市中考)甲醇(CH₃OH)是一種有毒、有酒的氣味的可燃性液體。甲醇在氧氣中不完全燃燒可發(fā)生如下反應(yīng)：8CH₃OH + nO₂mCO₂ + 2CO + 16H₂O。若反應(yīng)生成3.6g水，請計算：

(1)　　　 m值是　　 　　　

(2)　　　 參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量是多少克？(寫出規(guī)范計算步驟)

解析　 此題要求運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，去確定化學(xué)計量數(shù)。質(zhì)量守恒定律不僅體現(xiàn)在宏觀上總質(zhì)量相等、元素的質(zhì)量相等，還體現(xiàn)在微觀上原子個數(shù)相等。根據(jù)碳原子數(shù)反應(yīng)前后相等，8=m+2 ，m=6 ；反應(yīng)前后氧原子個數(shù)為8+2n=6×2+2+16 ，n=11 ，然后根據(jù)化學(xué)方程式，由生成3.6g水，求參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量。

答案：(1)6

(2)　 8+2n=6×2+2+16　　　　 n=11

　　　　 設(shè)參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為X

　　　 　8CH₃OH + 11O₂6CO₂ + 2CO + 16H₂O　

　　　　　　　　 11×32　　　　　　　　 16×18

　　　　　　　　　 x　　　　　　　　　　 3.6g

　 x=4.4g

答：參加反應(yīng)的氧氣為4.4g。

例3：(江西省中考)化學(xué)興趣小組為了測定某鋼鐵廠生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在實驗室將5.8g生鐵樣品放入燒杯中，加入50g稀硫酸恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))，反應(yīng)后稱得燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為55.6g。求：

(1)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是多少？

(2)該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？(結(jié)果保留一位小數(shù))

解析　 5.8g鐵樣品，55.6g稀硫酸均為混合物，其質(zhì)量勻不能直接應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算。由鐵樣品和稀硫酸反應(yīng)后剩余物質(zhì)的總質(zhì)量減少可得出生成氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而求出樣品中鐵的的質(zhì)量及鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

答案：解：(1)依題意知生成氫氣的質(zhì)量：50g+5.8g-55.6g=0.2g

(2)設(shè)樣品中鐵的質(zhì)量為x。

Fe+H₂SO₄FeSO₄+H₂↑

56　　　　　　 2

　　　 x　　　　　　　 0.2g

答：(1)生成氫氣0.2g　 (2)生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.6%。

例4：(浙江衢州市中考)單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，是某市的拳頭產(chǎn)品，該市某廠生產(chǎn)的單晶硅曾用于制造我國的第一顆人造衛(wèi)生。在硅及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)中排放的廢水含有HCl。該廠化驗員對本廠排放的廢水中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測定：將20mL廢水(假定其密度為1g/cm³)樣品置于錐形瓶中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，共用去氫氧化鈉溶液8g(假設(shè)廢水中不含其他能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì))。

(1)計算該廢水中含HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(2)該廠每天產(chǎn)生廢水100t，若直接排放將對環(huán)境造成污染，必須進(jìn)行無害化處理后才能進(jìn)行排放，現(xiàn)準(zhǔn)備用氫氧化鈣粉末或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

你將選擇　　　　 (寫化學(xué)式)來中和廢水中的HCl，請說明理由。

解析　 該試題可運(yùn)用性價比(即：用與等質(zhì)量等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸反應(yīng)所消耗的氫氧化鈣粉末和10%的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量除以市場參考價)進(jìn)行對比，比值越大經(jīng)濟(jì)上越合理。

答案：解：(1)設(shè)該廠排放的廢水中含HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x

　NaOH　 +　 HCl　 =　 NaCl　 +　 H₂O

　　 40　　　 36.5

　 8g×1%　 20ml×1g/cm³×x

40∶36.5= 8g×1% ∶20ml×1g/cm³×x

　　　　　　 X=0.365%

(2)Ca(OH)₂ ，根據(jù)計算分別中和100噸廢水，消耗氫氧化鈣粉末0.37噸需要資金74元，消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液4噸需要資金400元，從生產(chǎn)成本考慮選氫氧化鈣粉末。

答：該廢水中含HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.365%，從生產(chǎn)成本考慮選氫氧化鈣粉末。

例5：(鎮(zhèn)江市中考)為了測定某銅鋅合金的組成，某�；瘜W(xué)課外活動小組利用該合金粉末與稀硫酸反應(yīng)，進(jìn)行了三次實驗，所得相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

(1) 試計算該銅鋅合金中合金鋅的質(zhì)量。

(2) 從上表數(shù)據(jù)分析，當(dāng)所取合金與所用稀硫酸的比為　　 時，表明合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應(yīng)。

(3)所用合金與稀硫酸恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析　 本題是根據(jù)化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑進(jìn)行計算，而準(zhǔn)確分析題意，找準(zhǔn)恰好完全反應(yīng)時的數(shù)據(jù)是本題計算的關(guān)鍵。題目中三次實驗制得的氫氣的質(zhì)量相等，說明三者實際消耗的硫酸和鋅的質(zhì)量相等，分析數(shù)據(jù)可知，第二次硫酸過量，第三次合金過量，故第一次所取合金與稀硫酸恰好完全反應(yīng)。根據(jù)第一次實驗產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量和其所取用的稀硫酸與合金樣品的質(zhì)量，可求出合金中鋅的質(zhì)量以及恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

答案： 解：(1)設(shè)合金中鋅的質(zhì)量為x，生成硫酸鋅質(zhì)量為y。

　　　　　　　 Zn+H₂SO₄ZnSO₄+H₂↑

　　　　　　　 65　　　　　　　 　　　　161　　 2

　　　　　　　 x　　　　　　　　 　　　　　y　　 0.2g

　　　　　　　 x:65=0.2g:2　　　　　　 x=6.5g

　　　　 (2)1 ：5

　　　　(3)y∶161=0.2g∶2　　　 y＝16.1g

　　　　 所得溶液中ZnSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：＝28.6%

答：該銅鋅合金中合金鋅的質(zhì)量為6.5g，當(dāng)所取合金與所用稀硫酸的比為1∶5 時，合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.6%。

例6：(南通市中考)研究性學(xué)習(xí)：探究實驗室中久置的NaOH的變質(zhì)程度

<研究方案>先稱取13.3g 的NaOH樣品(雜質(zhì)為Na₂CO₃)，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸，根據(jù)生成CO₂的質(zhì)量測定Na₂CO₃的質(zhì)量。從而進(jìn)一步確定樣品中NaOH的變質(zhì)程度。

　 <解決問題>實驗測得加入稀鹽酸的質(zhì)量與產(chǎn)生CO₂氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。

填寫下表：(計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位)

<繼續(xù)探究>求實驗過程中與NaOH反應(yīng)所用鹽酸的質(zhì)量。

<發(fā)現(xiàn)問題>根據(jù)“與NaOH反應(yīng)所用鹽酸的質(zhì)量”，對照圖像，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？

解析　 該試題過程復(fù)雜，綜合度高，難度大，首先要能正確分析出坐標(biāo)圖中橫、縱坐標(biāo)表示的量以及“三點一趨勢”。其次，通過計算還要能發(fā)現(xiàn)NaOH被鹽酸中和后繼續(xù)滴加鹽酸。為什么沒有立即產(chǎn)生CO₂氣體等思維空間很大，使學(xué)生對已學(xué)的知識大膽提出質(zhì)疑，打破思維定勢發(fā)現(xiàn)和探究出新的問題。

答案：<解決問題>

<深入探究>m(NaOH)＝13.3g－5.3g＝8g

　　　　　　　 NaOH+HCl＝NaCl+H₂O

　　　　　　　 40　　 36.5

　　　　　　　 8g　　 m(HCl)

　　　　　　　 m(HCl)＝ 8g×＝7.3g

　　　　　　　 m［HCl(aq)］＝×100%＝50.0g

　 <發(fā)現(xiàn)問題>NaOH被中和后，滴加鹽酸，為什么沒有立即產(chǎn)生CO₂氣體

[常見誤區(qū)]

5．依據(jù)實驗數(shù)據(jù)的有關(guān)化學(xué)方程式計算，如例5。

4．根據(jù)化學(xué)方程式和溶液的有關(guān)聯(lián)系解決實際問題的綜合性計算，如例4。

3．含一定量雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物質(zhì)量的計算，如例3。

2．已知某一反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量，計算恰好完全反應(yīng)的另一種反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量，如例2。

1．利用參加反應(yīng)的反應(yīng)物質(zhì)量總和等于生成物質(zhì)量總和這一關(guān)系，求反應(yīng)中某物質(zhì)的質(zhì)量或相對分子質(zhì)量，如例1。

3．掌握化學(xué)方程式和溶液的有關(guān)綜合計算。

2．掌握含一定量雜質(zhì)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))的反應(yīng)物或生成物的化學(xué)方程式計算。

1．掌握由一種反應(yīng)物(或生成物)的質(zhì)量求生成物(或反應(yīng)物)質(zhì)量的計算。

10．用好化學(xué)用語和溶解性表，對日后化學(xué)的學(xué)習(xí)是非常有幫助的。請按要求寫出以下反應(yīng)的化學(xué)方程式(所選的反應(yīng)物在右表的范圍內(nèi)，

1)　 一種酸和一種堿　　　　　　　　　　　　　 ；

2)　 一種酸和一種鹽　　　　　　　　　　　　　 ；

3)　 一種堿和一種鹽　　　　　　　　　　　　　 ；

4)　 一種鹽和另一種鹽　　　　　　　　　　　　 。

課題3　 利用化學(xué)方程式的簡單計算

[考點透視]